涡轮叶片热障涂层是叶片承受热腐蚀和高温氧化的关键保护层,其性能的高低,涂层的质量直接影响到涡轮叶片的可靠性和使用寿命。由于热障涂层材料与基体材料的热膨胀系数不匹配,导致在涂层制备过程中,常出现的气泡、裂纹等缺陷。常规的超声检测方法(1-10MHz)很难检测出叶片涂层缺陷的存在与否及确定缺陷位置。所以必须采用频率为15-400MHz高频超声扫描显微成像检测技术。　　超声显微镜能够显示材料内部的微小结构和检测细小缺陷,并清楚观察到材料内部的声学性质存在显著差异。本文分析了超声波在热障涂层中的传播特性,并推导了超声波在涂层各界面处的反射和透射系数公式。通过推导公式,并结合热障涂层的物理参数,算出了涂层各个界面的反射率和透射率。利用超声扫描显微镜对热障涂层进行了成像检测,将检测到的各个界面反射回波信号提取分析,再利用扫描数据对热障涂层的结构进行了涂层结构成像分析。　　为了得到热障涂层结构高频超声的声学特性,本文分析了超声波在陶瓷层、粘结层和基体各个界面处的声强反射率和声强透射率。由于三者之间存在大小相差不大的声阻抗,使得陶瓷层与粘结层界面以及粘结层与基体界面的反射信号非常微弱。而反射回波中又包含着涂层声速和频率等结构特征信息。为了提取出各个界面微弱的状态特征信息,就必须对反射信号进行数据分析和处理。引入波包分解技术,对薄层发生的混叠反射回波信号进行分解,找出反映涂层各个界面的结构状态特征信息,并对数据进行处理得到涂层结构成像图。　　实验中超声扫描显微成像检测采用了100MHz的换能器,自制了含胶层和油脂层的测试试样,并定制了等离子喷涂的热障涂层试样进行了实验测试研究。对此试样的高频超声回波信号进行了波包分解和 B扫描成像,得到了热障涂层陶瓷层和粘结层的结构成像图。